Учимся правильно выполнять практические работы. Катионы, осаждаемые серной кислотой (Ca2+, Sr2+, Ba2+)

Зябкина О.А., учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Учимся правильно выполнять практические работы. Катионы, осаждаемые серной кислотой (Ca2+, Sr2+, Ba2+) Цель работы. Научиться выделять, распознавать и отделять друг от друга катионы Ca2+, Sr2+, Ba2+. Общая характеристика катионов. Образуют малорастворимые сульфаты. Групповой реагент: H2SO4 (водный раствор). Реактивы. Растворы (0,1 М): хлоридов кальция, стронция, бария, карбоната аммония,   дихромата   калия,   гидроортофосфата   натрия,   оксалата   аммония; растворы (1 М): хромата натрия, серной, соляной и уксусной кислот. Оборудование.   Пробирки,   нихромовая   проволока,   газовая   горелка, предметное стекло, микроскоп, справочные данные о растворимости солей кальция,   стронция   и   бария   (Лидин   Р.А.   Справочник   по   общей   и неорганической химии. М.: Просвещение, 1997). Опыт 1. Взаимодействие с H2SO4 Описание опыта. 1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель разбавленной серной кислоты. 2) На предметное стекло поместите каплю раствора хлорида кальция, рядом поместите   каплю   серной   кислоты.   Стеклянной   палочкой   соедините   капли, дайте постоять и рассмотрите под микроскопом кристаллы (главным образом по краям капли). Оформление результатов. Заполните таблицу 1. Таблица 1 Уравнения реакций Наблюдения CaCl2 + H2SO4 + H2O = c Ca2+ +  + H2O =SrCl2 + H2SO4 = Sr2+ +  = BaCl2 + H2SO4 = Ba2+ +   = c c Примечание. Сульфат кальция выпадает в осадок в виде дигидрата. Обсуждение результатов. Почему   сульфаты   кальция,   стронция   и   бария   переходят   в   раствор   под действием   концентрированной   серной   кислоты?   (Напишите   уравнения реакций.) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………... . Сульфаты кальция, стронция и бария переводят в карбонаты, многократно обрабатывая насыщенным раствором карбоната натрия, каждый раз сливая жидкость с осадка. Как полученные карбонаты можно перевести в раствор? (Напишите уравнения реакций.) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………... . Опыт 2. Взаимодействие с (NH4)2CO3 Описание опыта. 1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора карбоната аммония. 2) К выпавшим осадкам прилейте по несколько капель уксусной кислоты. Оформление результатов. Заполните таблицу 2.Уравнения реакций Наблюдения Таблица 2 CaCl2 + (NH4)2CO3 = Ca2+ +   = SrCl2 + (NH4)2CO3 = Sr2+ +   = BaCl2 + (NH4)2CO3 = Ba2+ +   = CaCO3 + 2CH3COOH = SrCO3 + CH3COOH = BaCO3 + CH3COOH = c c c c c c Обсуждение результатов. По   справочным   данным   сравните   растворимость   сульфатов   и   карбонатов кальция, стронция, бария. Как она меняется при изменении катиона и аниона? …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………….. . Опыт 3. Взаимодействие с K2Cr2O7 Описание опыта. 1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора дихромата калия. 2) К выпавшему осадку прилейте немного соляной кислоты. Оформление результатов. Заполните таблицу 3. Таблица 3Уравнения реакций Наблюдения CaCl2 + K2Cr2O7 = SrCl2 + K2Cr2O7 = BaCl2 + K2Cr2O7+ H2O = Ba2+ + Cr2O2­ 7 + H2O = BaCrO4 + HCl = BaCrO4 + 2H+ = Обсуждение результатов. c c c c Почему   в   условиях   опыта   не   образуются   осадки   хроматов   кальция   и стронция? ………………………………………………………………………….. . Почему осадок хромата бария растворим в сильных кислотах? ………………………………………………………………………….. . Можно   ли   эту   реакцию   использовать   для   отделения   бария   от   стронция   и кальция? ………………………………………………………………………… . Опыт 4. Взаимодействие с Na2CrO4 Описание опыта. 1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель концентрированного раствора хромата натрия. 2) К выпавшим осадкам прилейте немного уксусной кислоты. Оформление результатов. Заполните таблицу 4. Таблица 4 Уравнения реакций Наблюдения CaCl2 + Na2CrO4 = cSrCl2 + Na2CrO4 = Sr2+ +  = BaCl2 + Na2CrO4 = Ba2+ +   = SrCrO4 + CH3COOH = BaCrO4 + CH3COOH = Обсуждение результатов. c c c c Почему в условиях опыта не образуется осадок хромата кальция? ………………………………………………………………………… . Почему для перевода хромата стронция в дихромат достаточно такой слабой кислоты, как уксусная? ………………………………………………………………………… . Почему   хромат   бария   не   переходит   в   раствор   под   действием   уксусной кислоты? ………………………………………………………………………… . Можно   ли   эту   реакцию   использовать   для   разделения   бария,   стронция   и кальция? ………………………………………………………………………… . Опыт 5. Взаимодействие с (NH4)2C2O4 Описание опыта. 1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Сa2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора оксалата аммония. 2) К выпавшим осадкам добавьте соляную кислоту. Оформление результатов. Заполните таблицу 5. Таблица 5Уравнения реакций Наблюдения CaCl2 + (NH4)2C2O4 = Ca2+ +  = SrCl2 + (NH4)2C2O4 = Sr2+ +   = BaCl2 + (NH4)2C2O4 = Ba2+ +   = CaC2O4 + HCl = CaC2O4 + H+ = SrC2O4 + HCl = SrC2O4 + H+ = BaC2O4 + HCl = BaC2O4 + H+ = c c c c c c Обсуждение результатов. Кислые   оксалаты   кальция,   стронция   и   бария   растворимы   в   воде.   Почему оксалаты бария и стронция растворимы в слабой уксусной кислоте, а оксалат кальция нет? ………………………………………………………………………… . Опыт 6. Взаимодействие с Na2HPO4 Описание опыта. В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора гидроортофосфата натрия. Оформление результатов. Заполните таблицу 6. Таблица 6Уравнения реакций Наблюдения Ca2+ +  Sr2+ +  Ba2+ +  =  = = Обсуждение результатов. c c c В условиях опыта в осадок выпадают гидроортофосфаты кальция, стронция и бария. Чем они отличаются от гидроортофосфатов серебра и свинца? …………………………………………………………………………... . Какие соли ортофосфорной кислоты и кальция, стронция, бария растворимы в воде? …………………………………………………………………………... . Опыт 7. Окрашивание пламени 1)   В   бесцветное   пламя   газовой   горелки   внесите   нихромовую   проволоку, смоченную в растворе хлорида кальция. 2) Промойте проволоку в соляной кислоте, прокалите ее и проделайте то же самое с хлоридами стронция и бария. Оформление результатов. Заполните таблицу 7. Вещество Наблюдения Таблица 7 Соль кальция Соль стронция Соль бария Обсуждение результатов. c c c Где   используется   способность   солей   щелочно­земельных   элементов окрашивать пламя? ………………………………………………………………………….. .Как   отделить   катионы   кальция,   стронция   и   бария   от   катионов   серебра   и свинца? …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………….. . Как   разделить   катионы   кальция,   стронция   и   бария   при   совместном присутствии? …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………….. .